JP2011182003A

JP2011182003A - パノラマカメラ及び３６０度パノラマ立体映像システム

Info

Publication number: JP2011182003A
Application number: JP2010041428A
Authority: JP
Inventors: Akira Goto; 公後藤
Original assignee: Let s Corp
Current assignee: Let s Corp
Priority date: 2010-02-26
Filing date: 2010-02-26
Publication date: 2011-09-15

Abstract

【課題】所定の地点から全方位において撮影が可能なパノラマカメラ及び該パノラマカメラにて撮影した映像を立体視表示可能な３６０度パノラマ立体映像システムを提供する。
【解決手段】
全方位撮影可能な３６０度カメラ１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄを６５ｍｍ間隔にて正方形状に配置し、各々のカメラによって撮影された映像についてそれぞれ４分割の平面展開を行い、左右両眼に相当するカメラの４分割平面展開映像から所定の分割映像を選択し、立体画像生成手段３１は選択された２つの映像から立体映像を生成し、出力部３２を介して外部出力モニターたるメガネなし方式３Ｄモニター５０または偏光メガネ方式３Ｄモニター５１に出力される。
【選択図】図１

Description

本発明は、３６０度カメラによる撮影映像を立体画像に合成することで、全方位動画を撮影することを可能とした３６０度パノラマ立体映像カメラ及び３６０度パノラマ立体映像システムに関する。

従来、静止画や動画によって全方位を撮影することが可能なカメラが多数開示されている。これは例えばコストの面から多数のカメラを設置できない場合や、カメラの設置場所が限られる場合などにおいて、少ないカメラで広範囲を撮影可能とすることを目的としている。

例えば、特許文献１や特許文献２では任意の視点位置の周囲の全方向を撮像した全方位画像を撮影する全方位視覚カメラの構成が開示されている。これは、回転二次曲面の凸面を有する反射鏡を用いて周囲３６０度の範囲を被写体として捉えることのできる全方位視覚カメラである。

特開２００９−１５３２１７号公報特開２００７−１１６３９５号公報

しかしながら、特許文献１や特許文献２に示されるような従来用いられている全方位撮影可能なカメラによって撮影された映像は、単眼による撮影画像であるが故に奥行き等距離に関する情報が全く得ることができずにいるため、例えば作業用ロボットにおいて、距離を測るためには別途センサ等を用意しなくてはならない。また、監視カメラ等に用いる場合、実際の監視員は平面展開された画像からは物体の前後の把握が困難であり、例えば悪意のある第三者による擬似的な静止画をカメラに設置された場合など、これを映像のみで判別することは困難であり監視業務に支障を来す場合がある。

本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、全方位を立体視可能に撮影するパノラマカメラ及び該カメラによって撮影された映像を立体視可能に表示する３６０度パノラマ立体映像システムを提供することを目的とする。

請求項１記載のパノラマカメラは、４つの３６０度カメラを備え、該３６０度カメラは各々の中心を結んだ線が正方形状となるよう配置することを特徴とする。

上記構成のパノラマカメラによれば、正方形状に配置された４つの３６０度カメラによって周囲を撮影し、全方位に亘って２つの視点による映像を得ることができる。

請求項２記載のパノラマカメラは、請求項１記載のパノラマカメラにおいて、前記３６０度カメラの各々の中心を結んでできた前記正方形の各辺が６５ｍｍ間隔となるよう配置されることを特徴とする。

上記構成のパノラマカメラによれば、人間の成人における両眼視差がおよそ６５ｍｍであることから、各々の３６０度カメラによって撮影した画像を、立体視可能に加工することが容易となる。

請求項３記載の３６０度パノラマ立体映像システムは、隣り合う２つの３６０度カメラからの２つの映像を合成し立体映像を生成する立体映像生成手段と、生成された立体映像を出力する出力部を備える立体映像システムであって、該立体映像システムは請求項１または２記載のパノラマカメラを備えることを特徴とする。

上記構成の３６０度パノラマ立体映像システムによれば、正方形状に配置される４つの３６０度カメラのうち、正方形の共有する１辺に配置される２つの３６０度カメラによる撮影画像を立体映像生成手段によって立体映像化し、出力部に出力することができる。

請求項４記載の３６０度パノラマ立体映像システムは、請求項３記載の３６０度パノラマ立体映像システムにおいて、前記３６０度カメラの各々において撮影される映像は、前記３６０度カメラの配置位置となる正方形の対角線方向及び該対角線の法線方向によって９０度間隔で４分割され、隣り合う２つの３６０度カメラの各々によって撮影され４分割された映像のうち、隣り合う２つの３６０度カメラを結んだ線（前記正方形の何れか１辺に相当）の法線方向を示す映像を１つずつ選択し、当該映像を用いて前記立体映像生成手段によって立体映像合成を行うことを特徴とする。

上記構成の３６０度パノラマ立体映像システムは、正方形の４辺から９０度の視野角を持った立体映像を出力できるため、常に全方位を立体視することができる。

本発明の請求項１記載のパノラマカメラによれば、４つの３６０度カメラを備え、該３６０度カメラは各々の中心を結んだ線が正方形状となるよう配置するので、各々の３６０度カメラによって全方位の撮影が可能であり、各々の３６０度カメラによる撮影画像を組み合わせることで全方位において立体映像に用いることが可能となる。

本発明の請求項２記載のパノラマカメラによれば、請求項１記載のパノラマカメラにおいて、前記３６０度カメラの各々の中心を結んでできた前記正方形の各辺が６５ｍｍ間隔となるよう配置されるので、撮影した映像を立体視映像に加工する際、両眼視差の調整を行う必要がないため、迅速な加工が可能となる。

本発明の請求項３記載の３６０度パノラマ立体映像システムによれば、隣り合う２つの３６０度カメラからの２つの映像を合成し立体映像を生成する立体映像生成手段と、生成された立体映像を出力する出力部を備える立体映像システムであって、該立体映像システムは請求項１または２記載のパノラマカメラを備えるので、３６０度カメラによって撮影した映像を立体映像手段によって立体視可能な状態で出力することができ、ユーザは全方位を奥行きの把握が可能な状態で視聴することができる。

本発明の請求項４記載の３６０度パノラマ立体映像システムによれば、請求項３記載の３６０度パノラマ立体映像システムにおいて、前記３６０度カメラの各々において撮影される映像は、前記３６０度カメラの配置位置となる正方形の対角線方向及び該対角線の法線方向によって９０度間隔で４分割され、隣り合う２つの３６０度カメラの各々によって撮影され４分割された映像のうち、隣り合う２つの３６０度カメラを結んだ線（前記正方形の何れか１辺に相当）の法線方向を示す映像を１つずつ選択し、当該映像を用いて前記立体映像生成手段によって立体映像合成を行うので、３６０度カメラによって撮影した映像を９０度ずつ４方向において立体映像化し、視聴可能とすることができるので、ユーザは映像の切り替えや特別な操作を行うことなく全方位を立体視することができる。

本発明の実施例における、３６０度カメラによる撮影画像の一例であり、（ａ）３６０度カメラを示す斜視図、（ｂ）３６０度カメラによる撮影映像を示す説明図、（ｃ）（ｂ）の撮影映像を４分割して平面展開した説明図である。同上、３６０度カメラを６５ｍｍ間隔で正方形状に配置したパノラマカメラを示す説明図である。同上、パノラマカメラによる撮影映像の立体映像生成の原理を示す説明図である。同上、各々の３６０度カメラによる撮影映像の組み合わせパターンを示す説明図である。同上、１組の３６０度カメラによる撮影映像を分割し、立体視映像とするための手順を示す説明図である。同上、３６０度パノラマ立体映像システムの構成を示すブロック図である。

以下、本発明を実施するための最良の形態としての実施例を図１から図６を参照して説明する。もちろん、本発明は、その発明の趣旨に反さない範囲で、実施例において説明した以外のものに対しても容易に適用可能なことは説明を要するまでもない。

図１〜図６は、本発明の一実施例を示し、図１は、本実施例におけるパノラマカメラに用いる３６０度カメラを示す説明図である。図２は図１に示す３６０度カメラを立体映像撮影可能に配置したパノラマカメラを示す説明図である。図３は図２に示すパノラマカメラを用いて立体映像を撮影する原理を示す説明図である。図４はパノラマカメラが備える各々の３６０度カメラによる撮影映像の組み合わせパターンを示す説明図である。図５は両眼に相当する１組の３６０度カメラによる撮影映像を分割し、立体視映像とするための手順を示す説明図である。図６はパノラマカメラを用いて撮影した映像をユーザが立体視するために加工し表示するための３６０度パノラマ立体映像システムを示すブロック図である。

まず最初に３６０度カメラによる撮影映像と、それを元に加工される４分割平面展開画像について、図１に基づいて説明する。図１（ａ）は３６０度カメラ１０を示す斜視図である。１０は３６０度カメラであり、内部のカメラが水平方向に回転して撮影を行うことで周囲３６０度の映像を得ることができ、図１（ｂ）のような平面映像を得ることができる。その後、編集ソフトや編集用機材によって図１（ｃ）に示すような４分割平面展開映像とすることで、ユーザの視認性を向上させることで、例えば監視カメラ等として運用することが行われている。

本実施例におけるパノラマカメラについて、図２に基づいて説明する。２０はパノラマカメラであり、図１に示す３６０度カメラ１０を４つ、等角度間隔（９０度）で略正方形状に配置して構成される。４つの３６０度カメラ１０ａ〜１０ｄは図２（ｂ）に示すように６５ｍｍ間隔で配置される。この６５ｍｍとは、成人の両眼視差に相当する。

続いて図２に示すパノラマカメラ２０にて立体映像を撮影する方法について、図３及び４に基づいて説明する。図３は３６０度カメラ１０ａ及び１０ｂによって撮影を行った場合の、図１（ｃ）に示す４分割平面展開映像を生成する場合を示している。例えば図３の上方を前方、下方を後方とした場合、３６０度カメラ１０ａにて撮影を行い、撮影画像を４つに等分する場合の、各々の撮影範囲は前方をＡ１、右方向をＡ２、左方向をＡ３、後方をＡ４で示す範囲（各々の視野角は９０度）となる。同様に３６０度カメラ１０ｂにて撮影を行った場合は、４分割された映像の範囲は各々、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４の範囲となる。

このとき、Ａ２及びＡ４に相当する映像には３６０度カメラ１０ｂ、１０ｃ、１０ｄが映りこんでしまうため、ユーザの参照映像としては好ましくない。同様にＢ３、Ｂ４に相当する映像には３６０度カメラ１０ａ、１０ｃ、１０ｄが映りこんでしまう。即ち、３６０度カメラ１０ａによって使用できる映像部分はＡ１及びＡ３、３６０度カメラ１０ｂによって使用できる映像部分はＢ１及びＢ２となる。

同様に３６０度カメラ１０ｃ及び１０ｄを４分割し、利用に適さない映像を除き、パノラマカメラ２０の前方、後方、及び左右方向における撮影映像の立体映像化に必要な２つの画像の組み合わせは図４のようになる。（図示しないが３６０度カメラ１０ａの場合と同様、３６０度カメラ１０ｃによって撮影された平面４分割映像において、前方をＣ１、右方向をＣ２、左方向をＣ３、後方をＣ４とし、３６０度カメラ１０ｄは、前方をＤ１、右方向をＤ２、左方向をＤ３、後方をＤ４とする）即ち、前方はＡ１及びＢ１、右方向はＢ２及びＤ２、左方向はＣ３及びＡ３、後方はＤ４及びＣ４の映像を用いて立体映像を生成する。

図５に基づいて、前方の映像を立体映像化するための映像選定の手順を説明する。３６０度カメラ１０ａ（前方撮影映像における左目映像に相当する）にて撮影された映像を４分割し平面展開し、前方の映像に相当するＡ１を選定する。同様に右目映像に相当する３６０度カメラ１０ｂによって撮影された４分割平面展開映像から、前方の映像に相当するＢ１を選択する。選択されたＡ１及びＢ１の映像を立体映像として生成することで、前方の立体映像化を行える。このような処理を左右及び後方も同様に行うことで、前後左右の４方向において、各々を視野角９０度の立体映像を生成、即ち３６０度の立体映像を生成することができる。

上記のパノラマカメラによって撮影した映像を立体映像として表示するための３６０度パノラマ立体映像システムについて、図６に基づいて説明する。３０は立体画像生成装置であり、３６０度カメラ１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄを備えるパノラマカメラ２０と通信可能に接続する。３１は立体画像生成手段であり、パノラマカメラ２０によって撮影した４つの映像を各々４分割し、４方向の立体映像化を行うものである。３２は出力部であり、立体画像生成手段３１にて生成された立体映像を映像信号として出力するものである。３３は輻輳角調整手段であり、擬似的に２つの視点よって撮影された映像の輻輳角を調整し、立体感をよりよく出すためのものである。４０は画像切替器であり、出力部３２より出力された立体映像を、そのフォーマットによって後述の何れのモニターに適したものかを判別し、適したモニターに映像信号を出力するためのものである。５０は立体視する際に偏光メガネを不要とするメガネなし方式３Ｄモニターであり、５１は立体視する際に偏光メガネを必要とする偏光メガネ方式３Ｄモニターである。尚、立体画像生成手段３１はユーザが適宜選択することでメガネなし方式３Ｄモニター５０と偏光メガネ方式３Ｄモニター５１の何れかに適した映像信号を出力可能とする。これにより、ユーザは前後左右の４方向の立体映像を視聴することが可能となる。

以上、本実施例におけるパノラマカメラ及び３６０度パノラマ立体映像システムによれば、予め３６０度カメラ１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄを６５ｍｍ間隔に配置することで、撮影画像の立体映像生成の際の加工処理において、輻輳角以外の調整を必要とせず、処理にかかる工程を削減することができる。また、４分割させて前後左右を各々９０度ずつの立体映像を表示することでパノラマカメラの設置場所の全方位を立体視することができ、建造物や設置物の奥行き関係などの位置情報の把握を容易に行うことができる。

以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。例えば３６０度カメラを内部のカメラを水平方向に回転させ、全方位を撮影するとしたが、これに限定せずに全方位撮影可能なレンズを持ったカメラ等で代用してもなんら問題無い。また、パノラマカメラ２０自体を回転させることで所定の４方向に限らず任意の方向の立体映像を表示させることも可能である。

１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ３６０度カメラ
２０パノラマカメラ
３０立体画像生成装置
３１立体画像生成手段
３２出力部
３３輻輳角調整手段
４０画像切替器
５０メガネなし方式３Ｄモニター
５１偏光メガネ方式３Ｄモニター

Claims

４つの３６０度カメラを備え、該３６０度カメラは各々の中心を結んだ線が正方形状となるよう配置することを特徴とするパノラマカメラ。
前記３６０度カメラの各々の中心を結んでできた前記正方形の各辺が６５ｍｍ間隔となるよう配置されることを特徴とする請求項１記載のパノラマカメラ。
隣り合う２つの３６０度カメラからの２つの映像を合成し立体映像を生成する立体映像生成手段と、生成された立体映像を出力する出力部を備える立体映像システムであって、該立体映像システムは請求項１または２記載のパノラマカメラを備えることを特徴とする３６０度パノラマ立体映像システム。
前記３６０度カメラの各々において撮影される映像は、前記３６０度カメラの配置位置となる正方形の対角線方向及び該対角線の法線方向によって９０度間隔で４分割され、隣り合う２つの３６０度カメラの各々によって撮影され４分割された映像のうち、隣り合う２つの３６０度カメラを結んだ線（前記正方形の何れか１辺に相当）の法線方向を示す映像を１つずつ選択し、当該映像を用いて前記立体映像生成手段によって立体映像合成を行うことを特徴とする請求項３記載の３６０度パノラマ立体映像システム。